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中国石油大学位置误差的测量实验报告一、实验目的1.培养学生创新精神，创造能力，创新性思维。2.掌握互换性课本中形位误差的知识点，理解公差带的形状。3.熟悉零件的有关位置误差的含义和基准的体现方法。4.掌握有关通用量仪的使用方法。5.学生通过教具要学会自主创新，改良实验设备，改进实验测量方法，提高实验精度，体会创新的重要性。二、实验用具齿轮跳动检查仪、平板、千分表、百分表、磁性千分表座、万能表座、直角尺、钢板尺、V型铁等。三、实验内容1.老师发给每人一篇关于创新的优秀论文——《建设创新型国家呼唤小发明-访美归来话创新》，仔细阅读后谈谈各自的感想，通过实验课讨论如何培养学生的创新精神，创造能力，创新性思维，老师用生活中小创新小发明引导我们去观察生活，发现问题，让我们平时也要多观察，多思考，多看有关创新方面的书籍，从小发明小创新做起，重视创新的普遍性。2.老师介绍实验仪器的使用方法及实验原理，引导我们主动思考、自主学习、独立分析并提出相应改进措施。重点是孔的轴线对于侧面的位置误差的测量，提出了心轴—基准转换—千分表—磁性千分表座—测量的实验方法。（1）引导我们分析心轴的缺陷并想办法改进—变径心轴—可调心轴设计资料。（2）讨论基准如何转换。（3）千（百）分表的使用并注意事项。（4）磁性千分表座的工作原理、缺陷和改进以及不同厂家生产的表座的优缺点3.全班分小组进行垂直度误差，平行度误差，圆跳动误差的测量，并记录数据。4.了解金属的防锈知识，在实验中养成时刻注意防锈的习惯。四、实验原理1.圆跳动误差测量被测零件圆跳动公差要求如图1，测量方法如图2。（1）径向圆跳动误差的测量。把千分尺安装在跳动检查仪的指示架上，压下指示表升降手柄，调节指示表升降调节螺母使千分表侧头与被测工件上母线接触，并使千分表长针压缩一圈左右后，紧固升降调节螺母即可进行测量，将工件旋转一周，记下千分表读书的最大差值。移动工作台再测第二个截面，共测三个截面，取其中最大跳动量作为该表面的径向圆跳动误差值，并判断该项指标是否合格。（2）端面圆跳动误差的测量。把千分尺安装在跳动检查仪的指示架上，再把附件的定位销插入定位孔内，并上紧紧固螺钉，压下指示表，调节指示表升降调节螺母和纵向滑板位置，使千分表侧头与被测工件上母线接触，并使千分表长针压缩一圈左右后，即可进行测量，分别在端面靠近最大直径出和较小直径处测量，每测一处，转动工件一圈，读取指示表的最大最小读书差，取其中较大者作为该端面的圆跳动误差值。注意：没测完一个截面或一个圆柱面后，在测另一个测量截面或测量直径处，必须先抬起指示表升降手柄，使测头离开工件后再移动工件，以免磨损测头。图1图22.平行度误差测量连杆小孔轴线对大孔轴线的平行度要求如图3，测量方法如图4。（1）垂直位置。测量时，被测孔轴线和基准孔轴线均用心轴模拟。将基准孔心轴的两端支撑在两等高的V型块上，V型块放在平板上，使被测工件放置在90º位置。在距离为L2的位置上用百分表得读书分别为M1、M2，则平行度误差为：f∥=21LL|M1-M2|（2）水平位置。将零件转位使之处于0º位置，使两心轴中心与平板等高，按上述方法测出0º位置的平行度误差。根据以上测量结果，判断零件平行度要求是否合格。图3图43.垂直度误差测量Φ42H7孔轴线对Φ30H7孔轴线及对侧面B的垂直度要求如图5.（1）Φ42H7孔轴线对Φ30H7孔轴线的垂直度误差测量如图6。将工件放置在平板上，将测量表架安装在基准孔心轴上部，在距离为L2两端用千分表测得读数为M1、M2，则该零件轴线对轴线的垂直度误差为f⊥=21LL|M1-M2|（2）Φ42H7孔轴线对侧面B的垂直度误差测量如图7。以零件顶面为支撑面，放在三个千斤顶上。再用一直角尺，使其一面在平板上，另一面与基准面靠拢，同时调节千斤顶使其与基准面贴合为止，这说明基准面与平板垂直。然后用千分表分别测出L2长度两端读数M1、M2，则该零件轴线对侧面的垂直度误差为f⊥=21LL|M1-M2|根据以上测量结果，判断两项垂直度要求是否合格。图5图6图7五、实验要求1.培养求真务实精神，严禁抄袭和认为修改实验数据2.重视科技写作，自己能够组织内容学习记录实验和创新3.判断零件是否合格应该将计算结果和允许值比较4.实验中需要注意的问题是：测量步骤，千斤顶调整，磁性表座使用，千（百）分表度数和调整高度，以及所有度数换算成毫米单位。六、实验数据记录（原始数据见附页）1.圆跳动的测量(1)径向左边Mmax=0.047mmMmin=0.013mm中间Mmax=0.048mmMmin=0.013mm右边Mmax=0.047mmMmin=0.014mm(2)端面较大径Mmax=0.058mmMmin=0.045mm较小径Mmax=0.021mmMmin=0.012mm2.平行度误差测量L1=36.5mmL2=70.0*2+36.5=176.5mm（1）垂直位置M1=0.881mmM2=1.100mm（2）水平位置M1=1.160mmM2=0.920mm3.垂直度误差测量（1）孔轴线对端面的垂直度M1=0.307mmM2=0.402mmL1=93.5mmL2=50.0*2+93.5=193.5mm（2）孔轴线对孔轴线的垂直度M1=0.745mmM2=0.728mmL1=93.5mmL2=63.5*2+93.5=220.5mm七、数据处理1.圆跳动的测量(1)径向左边f1=Mmax-Mmin=0.047-0.013=0.034mm中间f2=Mmax-Mmin=0.048-0.013=0.035mm右边f3=Mmax-Mmin=0.047-0.014=0.033mmf↗=fmax=f2=0.035˃0.02mm,不符合要求。(2)端面较大径f1=Mmax-Mmin=0.058-0.045=0.013mm较小径f2=Mmax-Mmin=0.021-0.012=0.009mmf↗=fmax=f1=0.0130.02mm,符合要求。2.平行度误差测量（1）垂直位置f∥=21LL|M1-M2|=5.1765.36|0.881-1.100|=0.0450.25mm,不符合要求。（2）水平位置f∥=21LL|M1-M2|=5.1760.36|1.160-0.920|=0.0500.1mm，不符合要求。3.垂直度误差测量（1）孔轴线对孔轴线的垂直度f⊥=21LL|M1-M2|=5.2205.93|0.745-0.728|=0.0070.06mm，符合要求。(2)孔轴线对端面的垂直度f⊥=21LL|M1-M2|=5.1935.93|0.307-0.402|=0.0460.06mm，不符合要求。八、实验问题与思考1.千斤顶和磁性表座使用千斤顶：应设置在平整、坚实处，并用垫木垫平。必须与荷重面垂直，其顶部与重物的接触面间应加防滑垫层。千斤顶严禁超载使用，不得在长时间无人照料下承受荷重。磁性表座：通过转动手柄，来转动里面的磁铁。当磁铁的两极（N或S）呈上下方向时，也就是磁铁的N或S极正对软磁材料底座时,就被磁化了，这个方向上具有强磁，所以能够用于吸住钢铁表面。而当磁铁的两极处于水平方向时，及NS的正中间正对软磁材料底座时不会被磁化，所以此时底座上几乎没有磁力，就可以很容易地从钢铁表面取下来了2.f⊥和f∥时为何有L1/L2?L1指的是零件基准上的长度，而L2是指零件长度加上两侧心轴上各距离零件侧面的总长度。而我们需要计算的是零件上的误差，而不是总长度上的误差，所以根据相似三角形各边成比例的原理计算出我们所要的零件长度L1上的误差。3.基准转换应用心轴，将原本虚化的孔的轴线通过心轴的实物体现出来九、实验总结通过这次的实验，让我懂得了如何去学会思考和学会用发现的眼光看待问题，对于实验数据的测量，尽管我们有很多可以依赖的实验方法和实验仪器，但是对于治学严谨的老师和实事求是、去伪存真的一门学科，我们必须更加注重实验的准确性和严谨性，这对于我们以后的生活态度也有很大的帮助；其次，本次实验注重的是数据的测量准确和实验误差，还有就是我们自己的创新精神、创新思维和创新能力，针对实验的测量仪器和测量数据，我们知道测量的原理和步骤，同时能够在进行实验的同时多看，多思考，想想实验有没有什么是存在缺陷的，并从这个出发点上去改进实验的设备和方法，培养我们多动脑多动手的能力，重视创新。十、创新点一种防风衣架如右图所示是一种简单的衣架，这种衣架可以满足大多数使用情况，但是对于在黄岛的人来事，大风是经常困扰我们的一个因素，衣架挂在晾衣杆上，被大风一吹左右摇摆，很容易就会从衣架上落下来，导致衣服的丢失，所以我要准对衣架的头部设计一种可以360挂在晾衣杆上的挂钩。由于前几天看电影看到了塑料手铐，正好可以应用在这个上面，如右图，可以设计其是有内部中空的外部带有齿纹的硬质塑料管，套在衣架挂钩上，使用时就像锁上手铐一样，将挂钩形成360封闭在晾衣杆上，这样在大风的情况下就不会掉下来了。十一、网络资料汇编1.可调心轴在实际生产中,需要心轴对工件定位的情况较多，所以心轴的种类繁多,给管理带来不便。为此,我们设计了一种工艺范围较广的通用可调式定位轴。它适用于长径比DL≤1.5的盘类、短套类工件的加工。根据工件的绮构特点，可选工件端面为第一定位基准，内孔为第二定位基准，以保证有较好的同心度和垂直度要求。目前该心轴已用于种类繁多的系列工件中，能保证同轴度、垂直度公差在20-30um内。心轴结构简单、工艺范围广，使用方便。心轴主要由通用基础件和可换系列件组成，并设有调节机构，对某一尺寸段的一组零件加工,当选定可换件后，可通过调节机构来满足尺寸段内任意零件的定位加工。夹紧块7为可换件图1，也,是可调定位件，工作时可根据工件内孔直径调节定位块的位置，夹紧块也随之得到确定，并同时定位夹紧工件。2.磁性表座——一种万向磁性表座万向磁性表座除可夹持并支撑常用千分表或百分表外，还可夹持特殊的千分表或百分表，如配划针还可对零件划线等用途。中间立柱式。1.万向磁性表座用法：磁性表座是百分表或千分表的支座，底部金属相磁的那两面（有凹槽那两面）任一面放在可磁性金属上面搬动边上的旋转旋柄90度就可以了，拿的时候向相反的方向扳回90度就可以了。2.万向磁性表座原理和内部结构：多用磁性表座里面是一个圆柱体,在其中间放置一条条形的永久磁铁或恒磁磁铁，外面底座位置是一块软磁材料.(软磁材料是指在较弱的磁场下，易磁化也易退磁的一种铁氧体材料)通过转动手柄，来转动里面的磁铁。当磁铁的两极（N或S）呈上下方向时，也就是磁铁的N或S极正对软磁材料底座时,就被磁化了，这个方向上具有强磁，所以能够用于吸住钢铁表面。而当磁铁的两极处于水平方向时，及NS的正中间正对软磁材料底座时(长条形磁铁的正中间只有极小的磁性，可以不记)不会被磁化，所以此时底座上几乎没有磁力，就可以很容易地从钢铁表面取下来了3.金属防锈防锈应针对金属腐蚀的原因采取适当的方法。常用的方法有：（1）改变金属的内部组织结构]例如制造各种耐腐蚀合金，如普通钢铁中加入铬镍等制成不锈钢。（2）保护层法]在金属表面覆盖保护层，使金属品与周围腐蚀介质隔离，防止腐蚀。1．在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。2．用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。3．用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。（3）电化学保护法利用原电池原理进行金属的保护，设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。应用较多的是阴极保护法。（4）对腐蚀介质进行处理消除腐蚀介质，如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。